商品混凝土中减水剂的适应性

　　摘要：在商品混凝土的生产中，减水剂的使用已经成为了较为成熟的技术。可是在生产活动过程中，还会因混凝土减水剂与水泥适应性，产生诸如堵泵、离析等问题。本文通过对可能产生减水剂适应性问题的原因分析，讨论解决和避免产生减水剂适应性问题的方法。
　　关键词：商品混凝土，减水剂，适应性
　　
　　1、前言：
　　混凝土外加外加剂是在混凝土、砂浆或者净浆的制备过程中，掺入超过水泥用量的5%（特殊情况除外），能对混凝土、砂浆或净浆的正常性能进行改性的一种产品。处20世纪30年代美联社国开始使用引气剂，混凝土外加剂至今已经有70多年的历史了。从20世纪60年代日本和联邦德国研制成功高效减水剂以来，外加剂进入了迅速发展的时代。现在，发达国家使用外加剂的混凝土占混凝土总量的70%~80%，有的已经达到100%，外加剂已成为混凝土材料不可缺少的组成部分。
　　混凝土外加剂不公可以改善混凝土的物理力学性能，提高工程质量，节约水泥，节省能源，缩短工期，改善施工条件，满足特殊混凝土的技术需要，同时还具有投资少，见效快，经济效益明显，社会效益突出的特点。
　　然而在减水剂的实际应用中，还是会适应性不良造成堵泵、堵管等实际生产中的问题。这些问题影响了混凝土的生产以及工程的施工，使混凝土预拌单位以及工程施工单位蒙受损失。能够有力有效地解决并避免这些问题，不仅有利于提高混凝土生产单位及施工单位生产效率和效益，也有利于节约自然资源和社会资源。
　　减水剂适应性问题，通常是指在混凝土秤过程中，水泥与减水剂出现不良反应，造成新拌混凝土和易性邮现问题的现象。这个问题从减水剂开始在混凝土秤中应用就出现了。多年以来，世界各国学者、专业技术人员进行了大量研究工作，但由于其原因过于复杂，始终未形成统一认识，至今仍处于具体问题具体分析的状态。减水剂适应性问题在商品混凝土秤中也是经常困扰工程技术人员的问题，因为商品混凝土使用减水剂对混凝土的工作性要求较高，尤其是为满足特殊工程需求而需要同时复合例用多种外加剂和掺合料，这就使商品混凝土生产中的减水剂适应性问题变得复杂。商品混凝土中减水剂适应性不良表现为以下几个方面：新拌混凝土的和易性、流动性差，不能满足泵送要求；混凝土坍落度经时损失大，运输到施工现场后难以泵送；混凝土出现假凝或过度缓凝等。这些问题造成混凝土不能从罐车中正常排放、堵泵堵管，混凝土在罐车内假凝造成报废，浇注后假凝、过度缓凝使混凝土出现质量问题，甚至出现重新施工，并因工期延误带来其他方面的直接损失。本文对商品混凝土生产中减水剂适应性问题出现的原因做了一些初步探讨，提出了一些解决方案供广大技术人员在商品混凝土生产中参考。
　　
　　2、 水泥与减水剂的适应性问题
　　在商品混凝土在出现减水剂适应性问题，首先要从水泥与减水剂的适应性考虑，通常不同品种水泥对同一种减水剂的适应性是有很大的不同的，这就使得用同一种减水剂无法使不同品种的水泥配制的混凝土达到相同的和易性和其他的表现。
　　水泥与减水剂的适应性在于减水剂中的有效成份与水泥中各组分的相容性。水泥料中各组份对同一种减水剂分子有不同的吸附能力。一般，在水泥熟料中，C3A或C3S具有较高的吸附能力，因此混凝土要得到相同的和易性，C3A或C3S含量高的水泥需要掺加更多的减水剂成分。这就是为什么现在在商品混凝土秤中使用普通硅酸盐水泥容易出现减水剂不适应问题的原因。因为现在一般普通硅酸盐水泥的C3A含量较高，掺合料多样化。泵送剂一般采用萘系高效减水剂或聚羧酸减水剂作为减水组分。萘系高效减水剂量本身就存在坍落度损失大的缺陷，聚羧酸系高性能减水剂存在减水率大，气泡不均匀，对原材料的要求高的缺点。这是由于水泥颗粒被减水剂分子分散之后，加快了C3A的水化，在水泥颗粒表面形成了一层水化物，将减水剂分子包裹，使静电斥力减弱，已被分散的水泥颗粒又重新聚集，表现为新拌混凝土的坍落度经时损失较大。
　　另外，萘系减水剂与水泥适应性的另一问题是，在用于碱含量较高的水泥时也会减水剂的减水效果下降［１］。
　　在商品混凝土的生产和使用中，出现减水剂与水泥适应性不良时，可以采用在原来泵送剂的基础上经试验复合其他具有缓凝或者具有保塑的组份，来提高新拌混凝土的初始坍落度，以满足泵送的要求，同时也减小坍落度的经时损失。
　　所以，在生产中，尽量避免更换水泥品种和减汇聚水剂品种。在更换时，要特别注意水泥与减水剂的适应性问题，每次更换都要预先做适应性试验，以免在生产使用过程中出现质量问题。
　　
　　3、 掺合料与减水剂的适应性问题
　　应着绿色可持续发展的浪潮，混凝土的生产中的胶结材料不现只是水泥一种。在混凝土中掺入一些工业废弃物如粉煤灰、矿粉等，作为矿物掺合料已经成为现在混凝土生产的普遍现象。固体废弃物的回收利用，不仅降低了商品混凝土生产的成本，提高了混凝土生产的利润，同时也为社会消耗了大量工业废渣，对维护生态，改善环境有着积极的意义。
　　然而，这些矿物掺合料有时也会出现减水剂适应性问题，原因是掺合料的化学成份复杂，活性不同，与减水剂中的化学成分可能出现复杂的反应，从而出现与减水剂的适应性不良。表现为初始坍落度低或坍落度经时损失大。比如粉煤灰烧失量高时，由于吸附减水剂分子使初始坍落度下降；粉煤灰的需水量过高时也造成坍落度下降；掺硅灰的混凝土变粘，流动性差；矿粉相对稳定，对减水剂的适应性稍好，但掺入矿粉的混凝土收缩较大。掺合料与减水剂的适应性问题有时也出现在水泥中所掺加的混合材上，如水泥中掺入了厂膏用于调凝，石膏在球磨过程中很容易失水变成半水石膏，半水石膏与减水剂作用后出现速凝甚至假凝。
　　出现掺合料与减水剂适应性不好时，通常是在试验基础上优化设计混凝土配合比，尽量少掺不好的掺合料或更换质量好的掺合料解决这个问题。但如果是水泥中掺合料与减水剂出现问题，则要考虑更换减水剂量品种或是对泵送剂中的其他成分进行相应调整，甚至更换水泥品种。
　　
　　4、 多种减水剂的复合使用
　　面对实际生产和施工的复杂多变，混凝土的生产有时要根据工程设计要求、气温变化需要同时复合使用除泵送剂以外的其它类型外加剂，如早强剂、膨胀剂、防水剂、防冻剂等。这种情况下也会出现减水剂适应性问题。因为在多种外加剂复合使用时，混凝土拌合物中存在着多种化学组分，这些化学成分之间，以及它们与水泥反应之间可能出现的相互反应变得相当复杂，甚至难以控制，出现适应性不良的可能性增大。后果经常是混凝土出现假凝、速凝，或者过度缓凝甚至长时间不凝。
　　解决这一问题的方法是尽量采用同一厂家的产品，防止各种不同外加剂的相互干扰和减水剂中某些成分的不合理的重复叠加，从而起到反作用，使混凝土工作性难以满足需求。更加危险的是如不当复合使用多种外加剂可能造成混凝土耐久性下降、强度降低等严重质量问题。如果不是采用同一减水剂厂家的产品，需要预先进行外加剂匹配试验，同是请有关混凝土专家针对这些减水剂复合后对混凝土耐久性影响进行检验和判断，确有疑问时应该弄清楚每种外加剂的组成成分。
　　5、 商品混凝土浇注后出现减水剂适应性问题
　　有时由于运输距离较近，混凝土搅拌后坍落度还未明显损失时混凝土已经浇注完毕，浇注一段时间后出现减水剂适应性问题，表现为混凝土假凝或过度缓凝，假凝和过度缓凝都是有可能造成较大危害的。假凝可能造成混凝土开列，出现硬壳难以接茬；过度缓凝可能造成混凝土早期强度下降。出现这种问题时首先请专业技术人员针对水泥品种、各种外加剂组份成份、各种掺合料进行综合分析，以确定混凝土的各项耐久性能是否受到影响，如果确定耐久性能受到较大不良影响，则浇筑混凝土就要拆除重新浇注；如认为对耐久性能没有不良影响，则应通过快速养护试件确定混凝土强度等级是否达到设计要求，如强度满足要示，可能工程结构混凝土的养护时间或强度验收要推迟10天左右，可能正常使用；如果强度不能满足设计要求，则要拆除重新施工。
　　综上所述，商品混凝土企业要注意保持水泥品种和减水剂品种的相对稳定，不要频繁更换，以免出现减水剂适应性问题。现在的混凝土生产大部分使用的都是普通硅酸盐水泥，尤其要注意减水剂的适应性问题。在需要多种减水剂复合使用时，一定要预先做减水剂适应性试验。要避免使用质量不稳定的水泥，要使用产品质量好、信誉高的外加剂厂家的减水剂，防止因水泥或减水剂质量不稳定而出现适应性问题。然而，在混凝土的生产过程中，无论怎样避免都可能遇到减水剂适应性问题，出现问题时从上述的几个方面着手，一般都可以找到问题产生的原因，并找到合适的解决方法。
　　归结起来，就是减水剂适应性问题主要从胶凝材料的组份及外加剂量本身的组成成分着手采取合理有效的措施，才能避免因减水剂适应性问题给商品混凝土生产带来不必要的损失。

《商品混凝土中减水剂的适应性》

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